A Method for Detecting Nanometer Length Oscillations in Fiber-Optic Sensors Using a Tracking Tandem Low-Coherent Interferometer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method for detecting changes in the length of an optical cavity is proposed for fiber-optic sensors based on the Fabry–Perot interferometer scheme. The possibility of detecting oscillations of the resonator length at the subnanometer level in the frequency band 1.5–300 kHz is shown. The sensitivity was 0.3 nm in standard deviation. The proposed scheme makes it possible to reliably distinguish high-frequency oscillations against the background of slow drifts of the sensor length caused by temperature fluctuations or deformations.

About the authors

P. V. Volkov

Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: volkov@ipmras.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

A. V. Goryunov

Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: volkov@ipmras.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

A. Yu. Luk’yanov

Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: volkov@ipmras.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

D. A. Semikov

Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Email: volkov@ipmras.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

A. D. Tertyshnik

Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: volkov@ipmras.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. Zhang Z., Liao C., Tang J., Bai Z., Guo K., Hou M., He J., Wang Y., Liu S., Zhang F., Wang Y. // J. Light. Technol. 2017. V. 35. № 18. P. 4067. https://doi.org/10.1109/JLT.2017.2710210
  2. Ma J., Jin W., Xuan H., Wang C., Ho H.L. // Opt. Lett. 2014. V. 39. № 16. P. 4769. https://doi.org/10.1364/OL.39.004769
  3. Liu Q., Jing Z., Liu Y., Li A., Xia Z., Peng W. // Opt. Express. 2019. V. 27. № 26. P. 38191. https://doi.org/10.1364/OE.381197
  4. Yu H., Luo Z., Zheng Y., Ma J., Li Z., Jiang X. // J. Light. Technol. 2019. V. 37. № 10. P. 2261. https://doi.org/10.1109/JLT.2019.2901845
  5. Tosi D. // J. Light. Technol. 2016. V. 34. № 15. P. 3622. https://doi.org/10.1109/JLT.2016.2575041
  6. Yang Y., Wang Y., and Chen K. // Opt. Express. 2021. V. 29. № 5. P. 6768. https://doi.org/10.1364/OE.415750
  7. Digonnet M.J.F., Akkaya O.C., Kino G.S., Solgaard O. // Imaging Applied Optics Technical Digest. 2012. Stu3F. 1. https://doi.org/10.1364/SENSORS.2012.Stu3F.1
  8. Zhou C., Letcher S.V., Shukla A. // The J. Acoust. Soc. Am. 1995. V. 98. № 2. P. 1042. https://doi.org/10.1121/1.413669
  9. Akkaya O.C., Akkaya O., Digonnet M.J.F., Kino G.S., Solgaard O. // J. Microelectromechanical Syst. 2012. V. 21. № 6. P. 1347. https://doi.org/10.1109/JMEMS.2012.2196494
  10. Kilic O., Digonnet M., Kino G., Solgaard O. // Meas. Sci. Technol. 2007. V. 18. № 10. P. 3049. https://doi.org/10.1088/0957-0233/18/10/S01
  11. Dandridge A., Tveten A., Giallorenzi T. // IEEE J. Quantum Electron. 1982. V. 18. № 10. P. 1647.
  12. Wang L., Zhang M., Mao X., Liao Y. // Interferometry XIII: Techniques and Analysis. 2006. V. 62921E. https://doi.org/10.1117/12.678455
  13. Chen K., Yu Z., Gong Z., Yu Q. // Opt. Lett. 2018. V. 43. № 20. P. 5038. https://doi.org/10.1364/OL.43.005038
  14. Volkov P., Semikov D., Goryunov A., Luk’yanov A., Tertyshnik A., Vopilkin E., Krayev S. // Sensors Actuators A: Phys. 2020. V. 316. P. 112385. https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112385
  15. Volkov P., Goryunov A., Luk’yanov A., Tertyshnik A., Baidakova N., Luk’yanov I. // Optik. 2013. V. 124. № 15. P. 1982. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2012.06.043
  16. Volkov P., Lukyanov A., Goryunov A., Semikov D., Vopilkin E., Kraev S., Okhapkin A., Tertyshnik A., Arkhipova E. // Sensors. 2021. V. 21. № 21. P. 7343. https://doi.org/10.3390/s21217343

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (44KB)
3.

Download (65KB)
4.

Download (84KB)
5.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 П.В. Волков, А.В. Горюнов, А.Ю. Лукьянов, Д.А. Семиков, А.Д. Тертышник

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».